Tâm uốn là gì
|
Dầm là một chi tiết mang tải trọng với trục đặt nằm ngang. Những tải trọng như vậy tạo ra mômen uốn trên dầm, sinh ra ứng suất uốn. Show Bạn đang xem: Momen uốn là gì Ứng suất uốn là ứng suất pháp, là kéo hoặc nén. Ứng suất uốn cực đại trong mặt cắt ngang của dầm sẽ xuất hiện ở phần xa nhất tính từ trục trung hoà của mặt cắt. Tại điểm đó, công thức xác định ứng suất uốn:Công thức xác định ứng suất uốn lớn nhất: = M.c/I Trong đó: M là độ lớn mômen uốn tại mặt cắt I là mômen quán tính của mặt cắt ngang đối với trục trung hoà của nóc là khoảng cách từ trục trung hoà đến thớ ngoài cùng của mặt cắt ngang dầm.Độ lớn của ứng suất uốn thay đổi tuyến tính trong mặt cắt ngang từ giá trị bằng không tại trục trung hoà đến giá trị ứng suất kéo lớn nhất về một phía của trục trung hoà, và ứng suất nén lớn nhất ở phía còn lại. Hình 3-16 chỉ ra phân bố ứng suất điển hình trong mặt cắt ngang của dầm. Lưu ý rằng phân bố ứng suất phụ thuộc vào hình dạng của mặt cắt ngang. Chú ý rằng uốn dương xuất hiện khi khi kiểu võng của dầm là phần lõm ở bên trên, dẫn đến nén ở phần trên của mặt cắt ngang và kéo ở phần dưới. Ngược lại, uốn âm làm cho dầm bị lõm ở bên dưới Công thức uốn được sử dụng khi thoả mãn những điều kiện sau: Dầm cần phải chịu uốn thuần tuý. Ứng suất cắt bằng không hoặc không đáng kể. Không có tải dọc trục.Dầm không bị vặn hoặc chịu tải trọng xoắn.Vật liệu dầm cần tuân theo định luật HúcMôđun đàn hồi của vật liệu là như nhau với cả kéo và nén.Dầm là thẳng lúc đầu và có mặt cắt ngang không đổi.Mọi mặt cắt ngang của dầm vẫn phẳng khi uốnKhông có phần nào của dầm bị hỏng do mất ổn định hoặc uốn cục bộ.Nếu điều kiện 1 là không hoàn toàn phù hợp, bạn có thể tiếp tục tính toán bằng cách sử dụng phương pháp của ứng suất tổng hợp trình bày trong chương 4. Với đa số các dầm trong thực tế đều khá dài so với chiều cao của chúng, ứng suất cắt là đủ nhỏ để bỏ qua. Hơn nữa, ứng suất uốn lớn nhất xuất hiện tại những lớp ngoài cùng của mặt cắt dầm, là nơi mà ứng suất cắt bằng không. Một dầm với mặt cắt ngang thay đổi, sẽ không thoả mãn điều kiện 5, có thể tính toán bằng cách sử dụng hệ số tập trung ứng suất thảo luận ở phần sau của chương này. Để thuận tiện cho thiết kế đưa ra thuật ngữ mômen chống uốn, SS = I/c (3-23) Công thức tính ứng suất uốn sẽ trở thành: Ứng suất uốn = M/S (3-24) Vì I và c là các đặc trưng hình học của mặt cắt ngang của dầm, nên S cũng vậy. Khi đó, trong thiết kế thường xác định được ứng suất thiết kế d và với mômen uốn đã biết, giải được S: Mômen chống uốn yêu cầu S = M/d (3-25) Kết quả này là giá trị yêu cầu của mômen chống uốn. Từ đó những kích thước yêu cầu của mặt cắt ngang của dầm có thể được xác định.  Ví dụ 3-12 Cho dầm trên hình 3-16, tải trọng F do ống là 12 000 lb. Các khoảng cách a = 4 ft và b = 6 ft. Xác định mômen chống uốn cần thiết của dầm để giới hạn ứng suất uốn ở 30 000 psi,ứng suất thiết kế đề nghị cho các kết cấu thép điển hình là uốn tĩnh. Vấn đề: tính mômen chống uốn cần thiết S của dầm trong hình 3-16. Đã cho: sự bố trí và sơ đồ tải được chỉ ra trong hình 3-16. Chiều dài: chiều dài toàn bộ L = 10 ft; a = 4ft; b = 6 ft. Tải trọng F = 12 000 lb. Ứng suất thiết kế d = 30 000 psi Tính toán: sử dụng công thức (3-25) để tính mômen chống uốn cần thiết S. Tính mômen uốn lớn nhất, xuất hiện tại điểm đặt tải trọng, sử dụng công thức trong hình 3-16(b). Kết quả: Nhận xét: bây giờ có thể chọn mặt cắt của dầm từ bảng A16-3 và A16-4, với S ít nhất cũng phải đạt giá trị trên. Mặt cắt thường được ưu tiên là dạng cánh rộng W8 15 với S = 11.8 in3 2/ Ứng suất cắtMột dầm đỡ tải trọng, trục đặt nằm ngang sẽ chịu lực cắt, kí hiệu bằng V. Trong tính toán dầm, thường tính toán sự biến đổi lực cắt trên toàn bộ chiều dài của dầm và vẽ biểu đồ lực cắt. Sau đó tính ứng suất cắt từ Ứng suất cắt đứng trong dầm: = VQ/I.t (3-16) Trong đó: I là mômen quán tính thẳng góc của mặt cắt ngang của dầm t là chiều dày của mặt cắt tại vị trí tính ứng suấtQ là mômen cấp 1, đối với trục trung hoà của diện tích phần mặt cắt ngang nằm về một phía đường ngang với điểm tính ứng suất. Để tính giá trị của Q dùng công thức sau,Mômen cấp 1: Q = AP .y Trong đó: AP là diện tích mặt cắt bên trên điểm tính ứng suấty là khoảng cách từ đường trung hoà của mặt cắt đến trọng tâm của diện tíchTrong một số sách hoặc tài liệu tham khảo, và trong những lần xuất bản trước đây của quyển sách này, Q được gọi là mômen tĩnh. Ở đây chúng tôi sẽ sử dụng thuật ngữ mômen diện tích cấp một. Hình 3-14 Biểu đồ lực cắt và ứng suất tiếp (cắt đứng) trong dầm Với hầu hết các dạng mặt cắt, ứng suất cắt lớn nhất xuất hiện tại trục trọng tâm. Đặc biệt nếu chiều dày lớn hơn tại các vị trí cách xa trục trọng tâm, khi đó bảo đảm rằng giá trị lớn nhất của ứng suất cắt xuất hiện tại trục trọng tâm. Hình 3-13 chỉ ra 3 ví dụ làm thế nào nào để tính Q với các mặt cắt ngang điển hình của dầm. Trong mỗi ví dụ, ứng suất cắt lớn nhất đều xuất hiện tại trục trung hoà. Ví dụ 3-10 Hình 3-14 chỉ ra một dầm tựa đơn giản mang hai tải trọng tập trung. Biểu đồ lực cắt được vẽ ra, cùng với mặt cắt ngang hình chữ nhật và kích thước. Phân bố ứng suất là đường parabol, với ứng suất lớn nhất là tại đường trung hoà. Sử dụng công thức (3-16) để tính ứng suất cắt lớn nhất trong dầm Nhận xét: Ứng suất cắt lớn nhất là 93.8 psi xuất hiện tại trục trung hoà của mặt cắt hình chữ nhật như trên hình 3-14. Phân bố ứng suất trong mặt cắt ngang là một đường parabol thông thường, kết thúc với ứng suất cắt bằng không tại mép trên và dưới. Đây là đặc trưng của ứng suất cắt tại mọi vị trí giữa gối đỡ bên trái tại A và điểm đặt tải 1200 lb tại B. Giá trị lớn nhất của ứng suất cắt tại một điểm bất kì trên dầm tỉ lệ với độ lớn của lực cắt tại điểm đó. Chú ý rằng ứng suất cắt đứng bằng với ứng suất cắt ngang vì mọi phân tố của vật liệu chịu ứng suất cắt trên một mặt phải có ứng suất cắt với độ lớn tương tự trên mặt bên cạnh để phân tố cân bằng. Hình 3-15 chỉ ra hiện tượng này. Trong hầu hết các dầm, độ lớn của ứng suất cắt hết sức nhỏ so với ứng suất uốn (xem mục phía sau). Với lí do này, nó thường không được tính đến. Một số trường hợp mà có ý nghĩa quan trọng là: Khi vật liệu dầm có độ bền cắt tương đối nhỏ (ví dụ gỗ).Khi mômen uốn bằng không hoặc nhỏ (và vì vậy ứng suất uốn nhỏ), ví dụ tại những các đầu của dầm tựa đơn giản và với những dầm ngắn.Khi chiều dày của tiết diện chịu lực cắt là nhỏ, như những bộ phận làm từ tấm cán, một số dạng kéo, và bụng của những dạng kết cấu cán ví dụ như dầm cánh rộng3/ Ứng suất xoắnKhi xoắn, hoặc mômen xoắn, được đặt lên chi tiết, nó có xu hướng biến dạng do vặn, vì một phần của chi tiết bị xoay kéo theo các phần khác nữa. Sự vặn như vậy gây ra ứng suất xoắn trong chi tiết. Với một phân tố nhỏ của chi tiết, bản chất của ứng suất này cũng giống như chịu ứng suất cắt trực tiếp. Tuy nhiên khi bị xoắn, phân bố của ứng suất không đồng đều trên mặt cắt ngang. Đa phần các trường hợp thường xuyên chịu ứng suất xoắn trong thiết kế máy là các trục tròn truyền công suất. Chương 12 bao gồm toàn bộ phần thiết kế trục.
Hình 3-8 Phân bố ứng suất trong trục đặc Công thức tính ứng suất xoắn Khi chịu mômen xoắn, mặt ngoài của trục tròn đặc chịu biến dạng trượt lớn nhất và vì vậy ứng suất xoắn là lớn nhất. Xem hình 3-8. Giá trị lớn nhất của ứng suất xoắn được xác định theo: Giá trị ứng suất xoắn lớn nhất trên trục tròn: max = T.c/J (3-7) Trong đó: c là bán kính mặt ngoài của trục J là mômen quán tính độc cực Nhận xét: Ứng suất xoắn lớn nhất xuất hiện tại mặt ngoài trục trên toàn bộ chu vi của nó. Nếu muốn tính ứng suất xoắn tại một số điểm trong trục, thường sử dụng công thức Công thức chung tính ứng suất xoắn: = T.r/J (3-8) Trong đó r là bán kính từ tâm của trục đến điểm cần tính.Hình 3-8 chỉ ra đồ thị biến thiên tuyến tính của ứng suất xoắn từ 0 tại tâm của trục đến giá trị lớn nhất trên mặt ngoài trục. Công thức (3-7) và (3-8) cũng dùng cho cả trục rỗng (hình 3-9 chỉ ra phân bố của ứng suất xoắn). Một lần nữa chú ý rằng ứng suất xoắn lớn nhất là tại mặt ngoài. Cũng cần lưu ý mặt cắt ngang đặc có mức ứng suất tương đối cao. Với cùng kết quả trục rỗng có hiệu quả hơn. Chú ý rằng lớp vật liệu gần tâm trục đặc chịu ứng suất không cao. Để thuận tiện cho thiết kế, xác định môđun chống xoắn, ZP: Môđun chống xoắn ZP = J/c (3-9) Khi đó công thức tính ứng suất xoắn lớn nhất là: max = T/ZP (3-10) Công thức tính môđun chống xoắn cũng được trình bày trong phụ lục 1. Dạng này của công thức rất hữu ích trong xác định ứng suất xoắn vì môđun chống xoắn chỉ là một thông số liên quan đến đặc trưng hình học của mặt cắt ngang. 4/ Ứng suất cắt trực tiếpỨng suất cắt trực tiếp xuất hiện khi lực tác dụng có xu hướng cắt qua chi tiết như cái kéo hoặc dao cắt hoặc khi chày và khuôn được dùng để đột một lỗ trên một tấm vật liệu. Một ví dụ quan trọng khác của cắt trực tiếp trong thiết kế máy là xu hướng then bị cắt đứt tại mặt cắt giữa trục và mayơ của chi tiết máy khi truyền mômen xoắn. Hình 3-7 chỉ ra tác động đó.Phương pháp tính ứng suất cắt trực tiếp tương tự với phương pháp đã dùng để tính ứng suất kéo thuần tuý vì lực tác dụng được giả thiết phân bố đều trên mặt cắt ngang chịu lực của chi tiết. Nhưng loại ứng suất này là ứng suất tiếp khác với ứng suất pháp. Kí hiệu sử dụng cho ứng suất cắt là chữ cái Hi Lạp tô (). Công thức tính ứng suất cắt được viết như sau Ứng suất cắt trực tiếp = lực cắt/ diện tích chịu cắt = F/AS Ứng suất này được gọi một cách chính xác hơn là ứng suất cắt trung bình, nhưng để đơn giản chúng ta sẽ giả thiết là ứng suất phân bố đều trên diện tích cắt. 5/ Ứng suất pháp: kéo và nénỨng suất có thể được định nghĩa như là sức cản bên trong của một diện tích đơn vị của vật liệu ứng với tải trọng bên ngoài. Ứng suất pháp có hai loại là kéo (dương) hoặc nén (âm). Xem thêm: Không Gian Sống Tiền Tỉ Tuyệt Đẹp Của Biên Đạo Múa John Huy Trần Và Bạn Trai Page 2
Máy kansai là gì - 03/04/2022 Máy Kansai là một trong những loại máy may được sử dụng phổ biến nhất hiện nay, Vậy Máy Kansai là gì?Máy Kansai có chức năng gì?Cùng tìm hiểu ngay sau đây nhé Máy kansai là tên gọi của một trong 3 loại máy chuyên dụng trong may quần áo bao gồm: Máy một kim, máy vắt sổ và máy viền(kansai)
Năm 2017 năm con gì - 03/04/2022 Sinh năm 2017 mệnh Hỏa - Sơn Hạ Hỏa (Lửa dưới núi), tuổi Đinh Dậu, Trong bài viết này, Vansu
Excitation là gì - 03/04/2022 Nâng cao vốn từ vựng của bạn với English Vocabulary in Use từ Cambridge, Học các từ bạn cần giao tiếp một cách tự tin
Cash float là gì - 03/04/2022 Dòng tiền (tiếng Anh: Cash Flow) là sự chuyển động của tiền mặt và các khoản tương đương tiền ra và vào một doanh nghiệp, (Ảnh minh họa: Rave)Dòng tiềnKhái niệmDòng tiền trong tiếng Anh là Cash Flow
Kinh tế học ra làm gì - 03/04/2022 Kinh tế học (hay ngành Kinh tế) là ngành học đào tạo ra rất nhiều người tài giỏi đang phục vụ cho đất nước ta, Học vị Cử nhân kinh tế hay cao hơn là Thạc sĩ và Tiến sĩ Kinh tế học là những học vị nhiều người mơ ước
Sở nội vụ là gì - 03/04/2022 Sở nội vụ là gì? là cơ quan chuyên môn thuộc Ủy ban nhân dân, tham mưu, giúp Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội thực hiện chức năng quản lý nhà nước về: Tổ chức bộ máy; vị trí việc làm, cơ cấu ngạch công chức và biên chế công chức trong các cơ quan, tổ chức hành chính nhà nước, Bài viết sau đây ACC sẽ cung cấp cho các bạn những thông tin hữu ích về Sở nội vụ là gì?Sở nội vụ là gì? (Cập nhật 2022)1
Thighs là gì - 03/04/2022 Aᴄᴄording to Daniel ᴄhapter 2, the dream inᴠolᴠed an immgoᴄnhintangphat, ᴄomѕe image ᴡith a head of gold, breaѕtѕ and armѕ of ѕilᴠer, bellу and thighѕ of ᴄopper, legѕ of iron, and feet of iron miхed ᴡith ᴄlaу
Tôm đất là gì - 03/04/2022 Từ хưa đến naу, tôm là loại hải ѕản rất quen thuộᴄ trong thựᴄ đơn ᴄáᴄ món ăn ᴄủa người Việt, Không thể phủ nhận, ᴄó rất nhiều loại tôm kháᴄ nhau
Viêm họng hạt kiêng ăn gì - 03/04/2022 Hỏi đáp › Category: Questions › Viêm họng hạt kiêng gì? Một số lưu ý trong chế độ ăn uống của người bệnhMai asked 2 months agoBị viêm họng hạt cần xây dựng một chế độ ăn khoa học bao gồm đầy đủ các chất dinh dưỡng, vitamin và khoáng chất giúp tăng miễn dịch, Việc chọn lựa thức ăn phù hợp cũng giảm thiểu những tổn thương và đau rát vùng cổ họng
Tiểu sử tóm tắt - 03/04/2022 - Có nhiều hoạt động xã hội: ngoại giao, biên soạn sách, sáng tác văn chương, phát triển kinh tế, dạy dân dùng thuốc, - Đóng góp chủ yếu là mở mang dân trí, phát triển kinh tế, dạy dân dùng thuốc |
